Рельефообразующая роль вулканических процессов

Вулканизм Земли (интрузивный и эффузивный) относится к числу распространенных и интенсивных факторов, формирующих и преобразующих рельеф ее поверхности. Возрастающие в резуль­тате интрузивного магматизма формы оказывают непосредственное внимание на рельеф, а также проявляются вследствие препарировки залегающих на глубине магматических тел, которые являются более стойкими по отношению к окружающим породам. Среди форм инт­рузивного вулканизма прежде всего выделяются батолиты и лакко­литы. Первые образуют крупные положительные формы, поверхность которых осложнена более мелкими, созданными экзогенными процессами. Нередко батолиты составляют высокие участки Кавка­за, гор Средней Азии (Зеравшанский хребет) и др.

Лакколиты распространены чаще в одиночку или группами. Они имеют характер округлых или слегка вытянутых поднятий или одиночных гор. Всеобщую известность получили Пятигорские лакколиты Северного Кавказа, горы Бештау, Машук, Железная, Змеиная и др. Магматические породы (бештаунит) на горе Бештау отпрепа­рированы экзогенными процессами и выходят на поверхность, а на горе Машук они покрыты мощным слоем известняков. Типичным лакколитом в Крымских горах является Аю-Даг (Медведь гора) близ Ялты.

От лакколитов нередко отходят апофизы (секущие жилы, дайки), образующие на земной поверхности узкие выступы, ступени с крутыми склонами, образованные в результате процесса препарирования магматических пород.

Вулканические извержения (эффузивный магматизм) разли­чаются по времени проявления — современные и древние, а также по способу выхода магмы на поверхность — площадные, линейные и центральные.

Площадные извержения были характерны для ранних этапов формирования земной коры, когда тонкие, неустойчивые ее слои лег­ко проплавлялись, разрывались, открывая пути магматическим расплавам. Выйдя на поверхность, расплавленная лава (чаще всего ба­зальтового состава) разливалась по поверхности и застывала, созда­вая слегка выпуклые или плоско-волнистые плато, так называемые траппы. Наиболее известные пермо-триасовые трапповые образова­ния известны на Восточно-Сибирском плоскогорье, где их площадь достигает 1,5 миллиона квадратных километров, на юге Бразилии (около 1 миллиона квадратных километров), они составляют основу плоскогорья Декан на полуострове Индостан, Колумбийского плато в Колумбии. Наиболее молодые (кайнозойские) трапповые образо­вания распространены на Армянском вулканическом нагорье.

Линейные извержения приурочены к тектоническим трещи­нам и глубинным рифтовым разломам, где жидкая лава образует своеобразную "лавовую реку" и изредка во время извержений из­ливается за ее пределы. Единственный в мире пример современно­го линейного вулканизма находится на острове Исландия — вулкан Лаки. В 1733 году из трещины Лаки изверглось 12,5 кубических километра лавы, которая разлилась на площади 565 квадратных ки лометров. Относительно молодые трещинные вулканы обнаруже­ны на Северном острове Новой Зеландии.

Центральные извержения получили наибольшее распростра­нение в современную геологическую эпоху. Они характеризуются тем, что из магматического очага расплав поступает вверх под дав­лением газов по каналу— жерлу и выходит на поверхность через кратер. Вынесенные вулканические продукты размещаются вблизи кратера и при неоднократных повторениях извержений образуют вулканические горы различной высоты и формы.

При извержении имеет место три типа процессов:

1) эффузивный, связанный со свободным истеканием магмы через подводящий канал;

2) эксплозивный, взрывной, обусловленный бурным, в форме взры­ва выделением газов;

3) экструзивный, заключающийся в выжимании магмы под давле­нием газов и вышележащих пород.

В результате центральных извержений образуются маары, щитовые и конусовидные слоистые вулканы. Маары представлены воронкообразными или цилиндрическими углублениями, возникаю­щими в результате одной эксплозивной фазы, при взрыве магмати­ческих газов без излияния лавы. Размеры в поперечнике 0,3 - 3,5 километра, глубина достигает 300 - 400 метров. Во влаж­ном климате маары заняты озерами. Маары известны на Цент­ральном Французском массиве, в Центральной Америке, Новой Зе­ландии, Южной Африке, Якутии. В последних двух районах это трубки взрыва до 800 метров в диаметре, заполненные ультраосновной породой (кимберлитом), с которой связаны месторождения алмазов.

Экструзивные купола — наиболее простой тип аккумулятив­ных вулканических построек с крутыми склонами различной высо­ты. Их образует вязкая малоподвижная кислая лава, которая выдавливается на поверхность давлением газов и быстро застывает. Наи­более известным является вулкан Мон-Пеле на острове Мартиника.

Щитовые вулканы сложены очень подвижной базальтовой лавой. Они имеют пологие (до 6 - 8°) склоны, и лишь вокруг самого кратера возникает кольцевой вал с более крутыми наружными скло­нами. Типичные районы распространения щитовых вулканов — Ис­ландия и Гавайские острова. Кратеры щитовых вулканов отлича­ются крупными размерами, достигающими сотен метров в диамет­ре. Между извержениями жидкая лава заполняет кальдеру подобно озеру, а извержение проходит спокойно, без взрывов (Мауна-Лоа).

Конусы, состоящие целиком из рыхлого материала, возникают чаще всего, в результате эксплозивного процесса накапливаются в основном твердые продукты вулканической деятельности — пе­пел, песок, лапилли, бомбы (рис. 12).

Слоистые вулканы, или стратовулканы — это конусовидные горы, которые формируются после нескольких извержений и чередо­вания эффузивного и пирокластического материала. К данному типу относятся Фудзияма, Кроноцкая и Ключевская сопки, Килиманджа­ро. За счет периодически повторяющихся извержений происходит рост вулканической постройки, вследствие чего магма уже не в состоянии подниматься по главному жерлу, а использует трещи­ны на склонах вулканической горы. Так возникают паразитические кратеры, характерные, например, для Этны, Ключевской сопки. Размеры и глубина основных кратеров различны и не связаны с раз­мерами самих вулканов. Например, кратер Этны, имеющий у основа­ния диаметр около 45 километров, составляет 527 метров в попе­речнике; вулкана Раоун на Яве — почти 2,3 километра при глубине 650 метров. Кальдерами (исп. кальдера — большой котел) называ­ют крупные кратеры, возникающие за счет удаления значительной части вулканической горы. Известный пример — озеро Крейтер в Каскадных горах (до 10 километров в диаметре); пример кальде­ры взрыва — Кракатау. В условиях влажного климата кальдеры часто заняты озерами и бухтами. Кальдера обрушения — бухта Львиная пасть на острове Итуруп Курильского архипелага. Иногда в кальдерах вырастают молодые действующие вулканические кону­сы, как у Везувия и вулкана Крашенинникова на Камчатке. Остатки древнего конуса образуют в этом случае подковообразную возвы­шенность — Монте-Сомма у Везувия.

Своеобразный микро- и даже мезорельеф образуют продук­ты извержения вулканов — лавовые потоки, стекающие по склонам гор. Обычно чем лава более кислая (содержание кремнезема 70 - 80%), тем быстрее и ближе к кратеру она застывает. Базальто­вые лавовые потоки достигают 60 - 70 километров. Застывая, лаво­вый поток покрывается коркой шлака, которая нередко разрывается, неостывшая лава вытекает из-под корки и на ее месте образуется полость — лавовая пещера. Потолок этой полости, остывая, обруши­вается, образуя отрицательную форму — лавовый желоб.

Для застывшего потока лавы характерна глыбовая и кишко­образная поверхность. Первая характерна для кислой лавы и пред­ставлена хаотическим нагромождением глыб, изъеденных провала­ми, пещерами, трещинами. Внешне процесс подобен карстовому, тем более, что атмосферные осадки просачиваются на глубину, а поверх­ность в молодой стадии преобразования лавового потока почти лишена поверхностных вод. Кишкообразная лава отличается причуд­ливым рисунком застывших извилистых складок, гигантских скру­ченных канатов, кишок. Эти формы характерны для лав с высокой температурой и малым содержанием летучих компонентов. Интен­сивное выделение газов вызывает появление на поверхности гор-нито, которые имеют вид конусов из шлаков и лапиллей. При под­водных извержениях в условиях водной среды и значительного гидростатического давления формируется шарообразный или поду­шечный микрорельеф.

Вулканы заметно изменяют поверхность материков, но еще в большей степени — океанического дна. По современным данным действующие вулканы суши представлены 600 - 800 объектами. Несравненно больше вулканов на дне океана, только в Тихом океане их насчитывается около 3000.

Известно, что вулканические проявления иногда наблюдаются на глазах человека. В литературе описаны случаи появления в результате подводных извержений островов из вулканического туфа. Такой остров Фердинандеа возник в Средиземном море, а остров Иоанна Богослова — в группе Алеутских островов. Морские волны быстро разрушили молодые острова. 20 февраля 1943 года мексиканский крестьянин Динисио Пулидо заметил на своем поле трещину, из которой поднимался пар, выбрасывались горячие камни и пепел. К утру вырос 10-ти метровый конус твер­дых вулканических продуктов, а к 1952 году высота конуса достигла457 метров над уровнем плато, площадь, покрытая лавой, составила 24,8 квадратных километра.

Вулканическими породами сложены многочисленные острова и их группы в Океании: Маскаренские, Азорские, Гавайские, Трис-тан-да-Кунья и многие другие. Самым крупным вулканическим ос­тровом является Исландия. Все они располагаются по длинной оси срединно-океанических хребтов.

Изменения рельефа вулканическими процессами выражается также во внезапных, нередко катастрофических извержениях эксп­лозивного типа. В 1883 году извержение вулкана Кракатау в Зонд­ском проливе вызвало взрыв и разрушение большей части острова, на месте которого возникли морские глубины до 270 метров. Гиган­тские волны — цунами обрушились на побережье Суматры и Явы, смыли населенные пункты, погибли десятки тысяч жителей. Извер­жение вулкана Катмай на Аляске в 1912 году привело к разруше­нию конуса, образованию кальдеры диаметром 4 километра.

Вулканические процессы нередко оказывают существенное влияние на уже существующий рельеф. Например, в долине реки Замбези лавовый поток создал плотину, изменив, таким образом, режим рек и морфологию долины, создав условия для образования ряда водопадов, в том числе, водопада Виктория. Для вулканических районов характерно изменение формы береговой линии, образова­ние озер в кальдерах потухших вулканов, а также небольших цент­ров горных ледников. Известностью пользуются кальдерные озера на острове Ява, полуострове Камчатка (озеро Ксудач) и др. (рис. 13).

Своеобразные геоморфологические процессы преобразуют горы потухших вулканов. Талые и дождевые воды, временные пото­ки, двигаясь от вершин к подошвам, образуют радиальную систему глубоких долин — барранкосов, которые по мере разрушения вулка­нического конуса превращаются в радиальную сеть речных долин.

По мере денудации вулканического рельефа более стойкие скопления лавы отпрепарируются, образуя причудливые останцы, слепки жерла, получившие в разных странах собственные назва­ния: "Башня дьявола" — национальный природный памятник США в северо-восточной части Вайоминга высотой около 200 метров, сло­женный фонолитовым порфиром, преобразованным столбчатой отдельностью в результате выветривания. Такого же типа Драконо­вы скалы в рейнских горах, гора Исхарен в массиве Ахаггар.

В областях древних площадных извержений базальтовой и андезитовой лавы описаны, так называемые, мостовые гигантов, образованные в результате выветривания и денудации. Поверхность приобретает полигональный рисунок, напоминающий искусственно выложенные каменные мостовые.

Проявления магматического рельефообразования известны также целым рядом поствулканических явлений, в частности, газо­выми и водными источниками. К первым относятся фумаролы, сольфа-тары, мофетты. Горячие газы, выделяемые газовыми источниками, вблизи выхода в атмосферу конденсируются, образуя скопления рыхлых продуктов конденсации — травертины, туфы. Наибольший интерес среди поствулканических явлений представляют термаль­ные и гейзерные источники. Места извержения горячих подземных вод окружены причудливой формы террасами, натечными образова­ниями, сложенными гейзеритом. Классическими областями распро­странения гейзеров является Камчатка (долина гейзеров), Новая Зеландия, Исландия, Иеллоустонский национальный парк в США.

Отрицательные последствия вулканической деятельности свя­заны с разрушением населенных пунктов и отдельных построек, уничтожением плодородных земель, лесов. Нередко в результате извержения погибают люди. В то же время вулканические явления дают возможность человеку изучить состав пород, слагающих глу­бинные зоны Земли.